Prilikom odabira i kupovine izvora napajanja važno je razumjeti karakteristike navedene u tehničkom listu kako biste odabrali izvor napajanja odgovarajućih performansi.
Za opis performansi napajanja koriste se brojni standardi.
Svaki opisuje zaseban element performansi napajanja, a neki će biti bitniji od drugih, ovisno o primjeni.
Napajanje može biti linearno (pomoću linearnog regulatora napona) ili u prekidačkom načinu rada (pomoću regulatora napona u prekidačkom načinu rada).
Obje vrste se uobičajeno koriste, međutim zbog svojih razlika često se koriste u različitim aplikacijama.
Specifikacije napona i struje / Voltage and current specifications
Parametri izlaznog napona i struje najvažniji su zahtjevi napajanja.
Izlazni napon izvora napajanja može biti stabilan ili promjenjiv.
Da biste utvrdili ima li izvor napajanja fiksni ili promjenjivi izlaz, pogledajte naljepnicu.
Bit će malo prilagodbi koje se mogu izvršiti ako izvor napajanja ima fiksni izlaz, a možda će biti neophodno osigurati da se može promijeniti na potrebnu vrijednost ako potrebni napon nije baš onaj koji je naveden u listu sa specifikacijama.
Važno je osigurati da promjenjivi raspon napajanja pokriva potreban raspon ako ga ima.
U pogledu struje, važno je garantovati da napajanje može dati potrebnu količinu struje, kao i maržu iznad tog minimalnog zahtjeva.
Prilikom procjene struje potrebne za izvor napajanja važno je uzeti u obzir ono što je poznato kao udarna struja.
Kad je neka stavka uključena, dolazi do velikog naboja struje za punjenje kondenzatora i drugih komponenti.
Udarne struje mogu biti višestruko veće od normalnih radnih struja.
Regulacija linije / Line regulation
Slike za parametar koji se naziva “regulacija linije” detaljno su navedene u specifikacijama napajanja.
Otkriveno je da se pri promjeni linijskog ili ulaznog napona može otkriti mala fluktuacija u izlazu.
Ova modifikacija je prikazana na dijagramu linijske regulacije.
Ako je izlazni napon ključan, kritično je da linijska regulacija osigurava da izlazni napon ne prelazi potrebne granice izlaznog napona s predviđenim fluktuacijama linije.
Ovo se mora dodati svim dodatnim promjenama u izlaznom naponu napajanja, poput regulacije opterećenja i stabilnosti vremena i temperature.
Za određenu ulaznu fluktuaciju, specifikacija linijske regulacije obično se izražava u milivoltima.
Može se navesti i kao postotak izlaznog napona, a za većinu izvora napajanja trebao bi iznositi nekoliko milivolta (npr. 5mV) ili približno 0,01 posto maksimalnog izlaznog napona za promjenu mrežnog napona bilo gdje unutar radnog područja.
Reguliranje opterećenja / Load regulation
Regulacija opterećenja je još jedan bitan standard napajanja.
Kada se opterećenje primijeni na izlaz napajanja, uočava se da napon na stezaljkama donekle pada.
To je očito nepoželjno jer bi u idealnom okruženju izlazni napon trebao ostati konstantan.
Fluktuacija u opterećenju napajanja obično se izražava u milivoltima ili kao postotak maksimalnog izlaznog napona.
Za korak pomak opterećenja od 0 do 100 posto opterećenja, to može biti nekoliko milivolti (npr. 5mV) ili 0,01 posto.
Obično se izražava putem konstantnog mrežnog napona i konstantne temperature.
Može doći i do značajnog pada napona duž kabela koji vode od napajanja do opterećenja.
Očigledno, to se može umanjiti korištenjem debljih kabela s manjim otporom. Neki izvori napajanja, s druge strane, sadrže dodatne veze za daljinsko otkrivanje.
Napajanje je uobičajeno povezano s opterećenjem pomoću daljinskog mjerenja, ali se za otkrivanje napona na opterećenju koriste dodatni kabeli.
Ovi kabeli nose vrlo malu struju i, osim što su znatno tanji, imat će vrlo mali gubitak napona.
Oni će otkriti napon na opterećenju i prenijeti te informacije natrag u izvor napajanja, dopuštajući krugu regulatora napona da se regulira na napon na opterećenju, a ne na izlazu napajanja.
Buka i talasi / Ripple and noise
Druga bitna specifikacija napajanja su karakteristike valovitosti i buke.
Moguće je da se buka i drugi impulsi na dalekovodu prenose na izlaz napajanog kola.
Važno je osigurati da su vodovi što čistiji kako bi se to svelo na minimum, posebno za osjetljiva kola.
Izlazna valovitost i šum integrirani su u jednu specifikaciju.
Frekvencija talasa obično je dvostruka linijska frekvencija za linearno napajanje.
Prilikom zamjene izvora napajanja, aktivnost prebacivanja napajanja uzrokovat će valovitost i šiljak.
RMS brojevi se obično koriste za predstavljanje komponenata talasa, ali za prebacivanje napajanja mjerenje od vrha do vrha je od veće pomoći jer otkriva veličinu šiljaka uzrokovanih prebacivanjem.
Većina izvrsnih izvora napajanja trebala bi imati vrijednosti buke i talasa manje od 10mV RMS, a razvodna napajanja bi trebala imati broj buke i valovitosti manju od 50mV u mnogim situacijama, ali izuzetno velike struje mogu imati nešto veće vrijednosti.
Stabilnost temperature / Temperature stability
Temperatura je jedan od najčešćih razloga promjene stanja kruga, a može uzrokovati i promjene izlaznog napona u izvorima napajanja, linearnim i u sklopnom napajanju.
Naponske reference (na primjer Zener diode) jedan su od najčešćih izvora promjena napona, iako se razlikuju i druge električne komponente, a otpornici su najčešći nakon referentne diode.
Različite vrste temperaturnih korekcija često se mogu uključiti u fazi projektiranja električnog kruga napajanja, što će uvelike smanjiti bilo kakvo zanošenje, iako će ih uvijek biti.
Budući da čak i male promjene mogu utjecati na neka kola, u tim je situacijama ključno dvaput provjeriti stabilnost temperature napajanja.
Tehnički list daje podatke o stabilnosti temperature napajanja.
Parametar je ili kao postotna promjena napona po stepenu Celzijusa ili kao apsolutna promjena napona po stepenu C.
To je često u rasponu od 0,02 posto / ° C ili 2 mV / ° C. Ove statistike su, naravno, samo grubi pokazatelj onoga što određeni dobavljači tvrde.
Stabilnost vremenom / Stability with time
Budući da sve komponente s vremenom mijenjaju svoje vrijednosti, nije neočekivano da to učine i napajanja, posebno linearni regulatori i napajanja u sklopnom načinu rada.
Unatoč činjenici da su količine promjena često male, one mogu biti značajne u određenim situacijama.
Kao rezultat toga, podaci o stabilnosti izlaznog napona tokom vremena često su uključeni u ukupne zahtjeve za napajanjem.
Izlazni napon napajanja će se pratiti neko vrijeme pod konstantnim opterećenjem i ulaznim naponom, a pomak napona će se mjeriti za standard stabilnosti.
Ograničavanje struje u izvorima napajanja i zaštita od prenapona / Power supply current limiting and over-voltage
Obično je dobra ideja osigurati da bilo koje napajanje, bilo linearni regulator napona ili napajanje sa prekidačem, ima ugrađene različite vrste zaštite kako bi se spriječile štete u slučaju kvara.
I u linearnom i u prekidačkom načinu napajanja postoje dvije osnovne vrste zaštite:
Zaštita od kratkog spoja
Zaštita od psoja je potrebna u slučaju da oprema koja se napaja razvije kratki spoj ili počne vući struju veću od svoje proračunske.
Struja je ograničena na maksimalni iznos zaštitom od kratkog spoja u napajanju.
Mnogi napajanja za klupu ili laboratoriju imaju podesivu granicu, što je korisno jer dopušta da se granica mijenja prema potrebama kruga koji se napaja.
Postoje dvije različite vrste ograničenja struje.
Ograničavanje konstantne struje je prva metoda.
Ovo ograničava struju na maksimalni nivo, koji se održava čak i ako je krug preopterećen.
Ograničavanje struje natrag je druga vrsta ograničenja struje u napajanju.
Kako raste preopterećenje, struja se postupno smanjuje od maksimuma.
Drugim riječima, struja se otklanja.
Zaštita od prenapona
Element serije, posebno u linearnom regulatoru napona, može otkazati zbog prenapona.
U ovom slučaju, izlaz može imati cijeli unaprijed regulirani napon, što bi moglo naštetiti krugovima koji se napajaju.
Kada se pojavi stanje prenapona, prenapon će isključiti napajanje, sprečavajući nastanak potpunog stanja prenapona.
Obično je dobra ideja provjeriti specifikacije izvora napajanja radi zaštite od prejake struje ili kratkog spoja, kao i zaštite od prenapona, jer bilo koji od ovih događaja može nanijeti značajnu štetu.